JPH0718206U - 多次元測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定物を載置する載置盤の上面の有効面積
の拡大、被測定物載置作業の容易化、測定機取扱操作性
の向上を図る。 【構成】 一対の支柱６，７と第１横断部材１０と第２
横断部材１１とにより閉ループ形状の門型移動機構１を
形成し、この移動機構１をガイドウェイ８，９とベアリ
ング４５，４７とからなる案内手段４９により載置盤３
に対してＹ軸方向（Ｘ軸方向と直角をなす方向）に移動
自在とし、載置盤３の上面３Ｃに移動機構１の移動を案
内するための案内レールを設けることを不要にする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、被測定物の形状等を計測する二次元或いは三次元の多次元測定機に 関する。

【０００２】

【背景技術】

被測定物の表面に当接される測定子を有し、移動機構に保持されたこの測定子 と載置盤に載置された被測定物とを相対移動させることにより、この相対移動変 位量から被測定物の形状等を計測するようにした多次元測定機が知られており、 測定精度の高精度化、測定作業効率の向上等の利点を有するための各種産業分野 において広く使用されている。

【０００３】 図７はエアーベアリングを使用した従来の多次元測定機を示し、この多次元測 定機は載置盤を固定状態とし測定子を移動させるタイプの三次元測定機である。 基台５１に載置盤５２が置かれ、この載置盤５２に測定子支持体５３が載せられ ている。測定子支持体５３は測定子５４をＸ軸方向（第１水平方向）、Ｙ軸方向 （第２水平方向）、Ｚ軸方向に移動させる移動機構を構成するものであり、載置 盤５２の上面にＹ軸方向に配置固定された案内レール部材５５に沿って測定子支 持体５３は移動自在になっている。測定子支持体５３を構成する左右の支柱５６ ，５７の上部にはＸ軸方向に横行部材５８が横断架設され、この横行部材５８に スライダ５９が摺動自在に設けられ、スライダ５９にＺ軸方向即ち垂直方向に移 動自在に取付けられたスピンドル６０の下端に測定子５４が設けられている。

【０００４】 測定子支持体５３はエアーベアリングにより載置盤５２に対しＹ軸方向へ移動 自在とされ、このＹ軸方向への移動は案内レール部材５５に取付けられた検出器 ６１で検出され、スライダ５９のＸ軸方向への移動は横行部材５８に取付けられ た検出器６２で検出され、スピンドル６０のＺ軸方向への移動はスライダ５９に 取付けられた検出器６３で検出される。以上の三次元移動を載置盤５２の上面に 載置された被測定物の表面に測定子５４を接触させて行うことにより、この被測 定物の形状等が三次元測定される。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

以上の従来技術においては、載置盤５２の上面に上方へ突出する案内レール部 材５５が取付けられているため、被測定物載置のために利用できる載置盤５２の 上面の有効面積はこの案内レール部材５５及び案内レール部材５５にまたがる支 柱５７のために狭くなり、従って測定作業を行える被測定物の大きさが制限され 、また案内レール部材５５のために三次元測定機の高さ寸法が大きくなってしま う問題があった。また載置盤５２の上面に被測定物を載置する際、案内レール部 材５５がこの載置作業の障害となり、被測定物の向きを変更してから載置盤５２ に載置しなければならない場合があった。以上に加えて、三次元測定機を案内レ ール部材５５の配置側から操作することが困難で、操作位置に制限が生じること の問題もあった。

【０００６】 本考案の目的は、載置盤の上面の有効面積の拡大、被測定物載置作業の容易化 、測定機取扱操作性の向上等を実現することができる多次元測定機を提供すると ころにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る多次元測定機は、被測定物を載せるための水平な上面を有する載 置盤と、この載置盤の両側に配設された一対の支柱、これらの支柱を前記載置盤 の上面より上方で連結する第１横断部材、および前記支柱を前記載置盤の下面よ り下方で連結する第２横断部材を含んで構成された閉ループ形状の門型移動機構 と、前記第１横断部材に第１水平方向（Ｘ軸方向）に摺動自在に支持されたスラ イダと、このスライダに支持された測定子と、前記第１水平方向と直交する方向 である第２水平方向（Ｙ軸方向）への前記移動機構の移動を案内する案内手段と 、を含んで構成され、前記案内手段は、前記一対の支柱の下部と上下方向および 前記第１水平方向に対向して配設され、前記第２水平方向へ長さが延びる一対の ガイドウェイと、これらのガイドウェイと対面してそれぞれの前記支柱の下部に 設けられたベアリングとを備えていることを特徴とするものである。 以上において、前記ガイドウェイは前記載置盤自体に設けられていてもよい。

【０００８】

【作用】

移動機構は案内手段の案内作用で第２水平方向に移動し、これにより測定子も 同方向へ移動し、スライダが第１横断部材に沿って第１水平方向に移動すること により、測定子も同方向へ移動し、被測定物に対するこの測定子の移動量から被 測定物の寸法、形状等が測定される。

【０００９】

【実施例】

図１は本実施例にかかわる多次元測定機の正面図で、図２はその側面図である 。この多次元測定機は三次元測定機である。測定子支持体１は測定子２をＸ軸方 向（第１水平方向）、Ｙ軸方向（第２水平方向）、Ｚ軸方向（上下方向）に移動 させる移動機構を構成するもので、その内側に載置盤３が配置される。この載置 盤３は石材から形成された石定盤であり、図２に示す通り長手方向両側に支持部 材４が取付けられている。この支持部材４により載置盤３は基台５の上部に間隔 を開けて載せられている。

【００１０】 測定子支持体１は図１の通り載置盤３の左右両側に配設された一対の支柱６， ７と、支柱６，７を載置盤３の上面３Ｃより上方で連結する第１横断部材１０と 、載置盤３と基台５との間の空間に挿通され、支柱６，７を載置盤３の下面３Ｄ より下方で連結する第２横断部材１１とを含んで構成されており、従って測定子 支持体１としての前記移動機構は載置盤３を囲む閉ループ形状の門型移動機構に なっている。本実施例では前記第１横断部材１０は石材により形成されており、 この第１横断部材１０にスライダ１２が摺動自在に支持され、スライダ１２と一 体化されているケース１３の内部にスピンドル１４がＺ軸方向即ち上下方向に移 動自在に収納され、このスピンドル１４の下端に前記測定子２が取付けられてい る。

【００１１】 支柱６，７は、下部６Ａ，７Ａと、下部６Ａ，７Ａから垂直に立設された支柱 本体６Ｂ，７Ａとからなる。載置盤３に対し支柱６，７が移動することにより測 定子２はＹ軸方向へ移動し、スライダ１２が第１横断部材１０に沿って移動する ことにより測定子２はＸ軸方向に移動し、スピンドル１４が上下方向に移動する ことにより測定子２はＺ軸方向に移動する。

【００１２】 載置盤３の図１中右側側面３Ａには載置盤３の長手方向に延びる突起部材１５ が設けられ、この突起部材１５に図２の通りメインスケール１６が取付けられて いる。メインスケール１６は図３で示されている通り支柱７の下部７Ａに取付け られたスケール体１７と共に光学式検出器を構成するものであり、スケール体１ ７の内部にはメインスケール１６と対応するインデックススケールや発光素子、 受光素子等が収納されており、下部７Ａが図３中左右方向に移動すると、発光素 子から出た光がメインスケール１６、インデックススケールのために光学波形と なって受光素子で受光され、これが電気信号に変換されて下部７ＡのＹ軸方向移 動量、即ち前記測定子２のＹ軸方向変位量が計測されるようになっている。

【００１３】 図５の通り前記第１横断部材１０には突起部材１８が取付けられ、この突起部 材１８に取付けられたメインスケール１９と前記スライダ１２に設けられたスケ ール体２０とで前述と同様な構造のＸ軸方向検出器が構成され、第１横断部材１ ０に沿ったスライダ１２の移動による測定子２のＸ軸方向変位量はこの検出器に よって計測される。また図６の通り前記スピンドル１４の側面にはメインスケー ル２１が取付けられている。スライダ１２と一体化されているケース１３の内部 にはブロック２２が収納固定され、このブロック２２にスケール体２３が設けら れている。前記メインスケール２１はこのスケール体２３と共に前述と同様な構 造のＺ軸方向検出器を構成し、スピンドル１４の上下移動による測定子２のＺ軸 方向変位量がこの検出器によって検出される。

【００１４】 なおスピンドル１４にはローラ２４，２５で案内されて走行するワイヤー２６ の一端が連結され、ワイヤー２６の他端にはバランスウェイト２７が設けられ、 スピンドル１４の重量はこのバランスウェイト２７で支持されている。また前記 ブロック２２の上下には２個のローラ群２８，２９が設けられ、これらのローラ 群２８，２９の回転案内作用によりスピンドル１４は上下に移動するようになっ ている。

【００１５】 また図３で示されたスケール体１７は測定誤差を解消するためにメインスケー ル１６に対する傾き姿勢を調整できるようになっている。これを具体的に説明す る。前記支柱７の下部７Ａにはブラケット３０が固定され、このブラケット３０ にスケール体１７が図示しない締付けボルトで締付け固定されている。ブラケッ ト３０には２本のねじ３１，３２が螺入せしめられ、これらのねじ３１，３２は スケール体１７の２個の側部１７Ａ，１７Ｂの段部に当接せしめられている。締 付けボルトを緩め、ねじ３１，３２を回転操作して進退せしめるとスケール体１ ７は図３の紙面表裏方向を通る軸線を中心に回動し、メインスケール１６に対す る姿勢角度が調整される。このような調整機構は図５、図６で示されたＸ軸方向 検出用、Ｚ軸方向検出用の各スケール体２０，２３にも設けられている。

【００１６】 前記測定子２のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの方向への移動は前記測定子支持 体１等を押し操作することにより行われるが、図３の通り支柱７の下部７Ａには Ｙ軸方向への微動を行わせるための微動機構３３が設けられている。この微動機 構３３は図３、図４の通り、下部７Ａに定位置で回転可能に取付けられた微動つ まみ３４と、微動つまみ３４のねじ杆３４Ａを中心に揺動自在となっているクラ ンパ部材３５と、図４の通り略コの字形のクランパ部材３５の一方の端部にねじ 杆３６Ａが螺入しているクランプつまみ３６とから構成されている。クランプつ まみ３６を回転せしめてねじ杆３６Ａの下端とクランパ部材３５の他方の端部と で前記突起部材１５を挟着クランプすることにより、クランパ部材３５は前記載 置盤３と一体化される。この状態で微動つまみ３４を回転操作すると、ねじ杆３ ４Ａとこのねじ杆３４Ａが螺入しているクランパ部材３５との間で送り作用が生 じ、この結果、下部７Ａ延いては前記支柱７、測定子支持体１が載置盤３に対し Ｙ軸方向へ微動移動せしめられる。

【００１７】 図５、図６に示されている通り、以上と同様な微動つまみ３７，４０、クラン プつまみ３８，４１等からなるＸ軸方向、Ｚ軸方向の微動機構３９，４２が前記 スライダ１２、ケース１３に設けられている。

【００１８】 前記石定盤としての載置盤３の図４中左右の側面３Ａ，３Ｂおよび上面３Ｃは 高精度に仕上げ加工され、それぞれの平面精度が確保されているとともに、上面 ３Ｃは水平とされ且つ側面３Ａ，３Ｂは鉛直面とされ、上面３Ｃに対する側面３ Ａ，３Ｂの直角度は高度に確保されている。

【００１９】 これらの上面３Ｃ、側面３Ａ，３Ｂは前記測定子支持体１のＹ軸方向移動をガ イドするための一対のガイドウェイ８，９を形成するものとなっており、支柱６ ，７の下部６Ａ，７Ａが対向しているこれらのガイドウェイ８，９はＹ軸方向に 長さが伸びている。

【００２０】 本実施例では載置盤３の上面３Ｃには上面３Ｃに載置される被測定物を固定す るために利用するねじ穴４３が形成されている。また図１の通り前記左右の支柱 ６，７の間には載置盤３の上面３Ｃの上方において連結部材４４が架渡されてこ れらの支柱６，７を連結し、これにより前記測定子支持体１の強度が向上せしめ られ、測定子支持体１の変形に基づく測定誤差の発生が防止されている。

【００２１】 図４の通り前記左右の支柱６，７の下部６Ａ，７Ａは正面形状倒立Ｌ字型に形 成され、これらの下部６Ａ，７Ａは載置盤３の上面３Ｃ及び側面３Ａ，３Ｂと対 面する上部６Ａ−１，７Ａ−１及び側部６Ａ−２，７Ａ−２からなっており、前 記ガイドウェイ８，９は上部６Ａ−１，７Ａ−１と上下方向に対向しているとと もに、側部６Ａ−２，７Ａ−２とＸ軸方向に対向している。

【００２２】 上部６Ａ−１，７Ａ−１の内部には上部エアーベアリング４５が配置されてい る。これらの上部エアーベアリング４５は押えねじ４６の先端半球部で押さえら れながらガイドウェイ６，７を形成している載置盤３の上面３Ｃと対面している 。また下部６Ａ，７Ａの側部６Ａ−２，７Ａ−２の内部には側部エアーベアリン グ４７が配置され、これらの側部エアーベアリング４７も押えねじ４８の先端半 球部で押さえられながらガイドウェイ６，７を形成している載置盤３の側面３Ａ ，３Ｂと対面している。以上の上部エアーベアリング４５、側部エアーベアリン グ４７はそれぞれの下部６Ａ，７Ａの載置盤３長手方向両側に２個配置されてい る。

【００２３】 以上のガイドウェイ６，７と上部エアーベアリング４５と側部エアーベアリン グ４７とにより、移動機構である測定子支持体１のＹ軸方向への移動を案内する ための案内手段４９が構成されている。

【００２４】 上部エアーベアリング４５、側部エアーベアリング４７からエアーが噴出する ことにより測定子支持体１はガイドウェイ８，９に沿ってＹ軸方向へ移動自在と なる。本実施例ではガイドウェイ８，９は載置盤３の上面３Ｃ、側面３Ａ，３Ｂ により形成されているため、測定子支持体１のＹ軸方向への移動は載置盤３を案 内部材として行われる。載置盤３の側面３Ａ，３Ｂをガイドウェイ８，９として 鉛直度等を高度に維持して平面加工することは、上面３Ｃをもともと被測定物載 置用に精密加工することから比較的容易である。

【００２５】 なお、上部エアーベアリング４５、側部エアーベアリング４７からエアーが噴 出した際、支柱６，７の下部６Ａ，７Ａは側部エアーベアリング４７のエアー噴 出反力により図１、図４中左右外方へ広がろうとするが、前述の通り下部６Ａ， ７Ａは第２横断部材１１で連結されているためこの広がりは防止される。

【００２６】 前述の説明で明らかな通り、本実施例に係る三次元測定機においては載置盤３ の上面３Ｃには図７の従来例と異なり案内レール部材は設けられていないため、 この上面３Ｃの全面を被測定物の載置面として使用することができるようになる 。即ち、この三次元測定機においては載置盤３の上面３Ｃの有効面積は拡大され 、大きな被測定物をも載置できるようになる。また、載置盤３の上面３Ｃに被測 定物を載置する際、この上面３Ｃには案内レール部材等の被測定物搬入作業の障 害になるものはないため、被測定物の向きを変える等は不要で被測定物をそのま ま載置盤３の上面３Ｃに載置することができ、被測定物の搬入、搬出作業が容易 になる。更に載置盤３の上面３Ｃに上方へ突出する案内レール部材が存在しない ため、この分だけ前記測定子支持体１の高さを低くでき、従って三次元測定機の 高さ寸法を低く抑えることができるようになる。

【００２７】 また案内レール部材を廃止したことにより、図１、図４中載置盤３の左右側方 のいずれも開放された状態となるため、三次元測定機の操作を正面からは勿論の こと左右側方のいずれからもできるようになり、操作性が改善される。更に、本 実施例ではＹ軸方向検出器を構成する前記メインスケール１６を載置盤３の側面 ３Ａに設けたため、載置盤３の上面３Ｃに被測定物を搬入、搬出する際にこのメ インスケール１６が汚れたり、破損したりする危険性が減少し、検出器の安全性 を確保できる。

【００２８】 以上に加えてこの三次元測定機においては、前記測定子支持体１の支柱６，７ の下部６Ａ，７Ａには載置盤３の上面３Ｃ及び側面３Ａ，３Ｂと対向する上部エ アーベアリング４５、側面エアーベアリング４７が設けられ、下部６Ａ，７Ａは 載置盤３を上部６Ａ−１，７Ａ−１と側部６Ａ−２，７Ａ−２から抱え込む構造 となっているため、測定子支持体１に横方向外力が作用しても、この外力を下部 ６Ａ，７Ａの側部６Ａ−１，７Ａ−１が有効に支持し、測定子支持体１の転動を 防止する。

【００２９】 以上の本実施例にかかわる測定機に使用された検出器は光学式エンコーダによ るものであったが、この検出器は任意なタイプ、例えば磁気的なものであっても よい。また本実施例の多次元測定機は三次元測定機であったが、本考案は載置盤 の上面と平行な面を測定子が二次元移動する二次元測定機にも適用できる。

【００３０】

【考案の効果】

本考案によれば、載置盤の上面に測定子支持体である移動機構の移動案内基準 部材としての案内レール部材を設けないため、載置盤の上面の有効面積が拡大し て大きな被測定物を載置できるようになり、更に被測定物の載置作業が容易にな るとともに、測定機取扱い操作性の向上を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は多次元測定機である三次元測定機の正面
図である。

【図２】図２は図１の側面図である。

【図３】図３は図２の一部断面拡大図である。

【図４】図４は図３の一部断面正面図である。

【図５】図５は図１の一部断面拡大図である。

【図６】図６は図５の断面側面図である。

【図７】図７は従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 移動機構としての測定子支持体 ２ 測定子 ３ 載置盤 ３Ｃ 上面 ３Ｄ 下面 ６，７ 支柱、 ６Ａ，７Ａ 下部 ８，９ ガイドウェイ １０ 第１横断部材 １１ 第２横断部材 １２ スライダ ４５，４７ ベアリング ４９ 案内手段

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物を載せるための水平な上面を有
   する載置盤と、 この載置盤の両側に配設された一対の支柱、これらの支
   柱を前記載置盤の上面より上方で連結する第１横断部
   材、および前記支柱を前記載置盤の下面より下方で連結
   する第２横断部材を含んで構成された閉ループ形状の門
   型移動機構と、 前記第１横断部材に第１水平方向（Ｘ軸方向）に摺動自
   在に支持されたスライダと、 このスライダに支持された測定子と、 前記第１水平方向と直交する方向である第２水平方向
   （Ｙ軸方向）への前記移動機構の移動を案内する案内手
   段と、 を含んで構成され、 前記案内手段は、前記一対の支柱の下部と上下方向およ
   び前記第１水平方向に対向して配設され、前記第２水平
   方向へ長さが延びる一対のガイドウェイと、これらのガ
   イドウェイと対面してそれぞれの前記支柱の下部に設け
   られたベアリングとを備えていることを特徴とする多次
   元測定機。
2. 【請求項２】 請求項１における多次元測定機におい
   て、前記ガイドウェイは前記載置盤に設けられているこ
   とを特徴とする多次元測定機。